Juraj Hazucha. Konstrukční detaily. pro pasivní a nulové domy. Doporučení pro návrh a stavbu

Transkript

1 Juraj Hazucha Konstrukční detaily pro pasivní a nulové domy Doporučení pro návrh a stavbu MASIVNÍ KONSTRUKCE - VÁPENOPÍSKOVÁ CIHLA / ETICS Obvodová zeď u základu, řešení s tvarovkou KS-ISO-Kimmstein v patě zdiva MvK Autor detailu

2 Ukázka knihy z internetového knihkupectví

3 Juraj Hazucha Konstrukční detaily pro pasivní a nulové domy Doporučení pro návrh a stavbu více než 500 barevných foografií a ilustrací 90 ověřených konstrukčních detailů doporučení pro projektování návody na správné provádění Grada Publishing

4 Juraj Hazucha KONSTRUKČNÍ DETAILY PRO PASIVNÍ A NULOVÉ DOMY Doporučení pro návrh a stavbu Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 obchod@grada.cz, tel.: , fax: jako svou publikaci Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová Sazba a grafická úprava Jakub Karman, Art007 Jazyková korektura Pavlína Zelníčková Fotografie na obálce archiv autora Fotografie v textu z archivu autora, pokud není uvedeno jinak Ilustrace z archivu autora, pokud není uvedeno jinak Počet stran 308 První vydání, Praha 2016 Vytiskla tiskárna TNM, a. s. Grada Publishing, a.s., 2016 Cover Design Grada Publishing, a.s., 2016 Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků. ISBN (pdf) ISBN (print) Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

5 Obsah ÚVOD Návrh a provádění vybraných prvků a konstrukčních detailů Pasivní domy na cestě k trvale udržitelnému stavebnictví Téměř nulové budovy od Průkazy energetické náročnosti budov Téměř nula a pasivní dům Prvky pasivního domu Konstrukce a izolace Tepelné mosty Okna a dveře Volba rámů oken Zasklení jako důležitý parametr Správné osazení okna do konstrukce Ochrana proti letnímu přehřívání Neprůvzdušnost Základní požadavky na průvzdušnost Větrání s rekuperací tepla Vytápění Návrh a provádění vybraných prvků a konstrukčních detailů Návrh a provádění tepelněizolačních systémů Mezery v izolaci Kotvení tepelné izolace Založení ETICS vyvarujte se založení na hliníkové zakládací lišty Zavěšené provětrávané fasády Kotvení prvků přes ETICS Založení pasivních domů Založení na únosné izolaci Založení na extrudovaném polystyrenu (XPS) Doporučení pro návrh a provádění Osazení oken Poloha okna versus solární zisky Kotvení oken do konstrukce Vnitřní a vnější uzávěr Přeizolování rámu okna Problematická místa při zabudování oken Dodržení vzduchotěsnosti Nejčastější místa a příčiny vzniku netěsností Katalogová část...79 A. Vápenopískové zdivo a kontaktní zateplovací systém (ETICS) B. Masivní pórobetonová konstrukce s kontaktním zateplovacím systémem C. Ztracené bednění na bázi polystyrenu s železobetonovým jádrem D. Lehká dřevěná sloupková konstrukce, fasádní úprava s omítkou nebo provětrávanou fasádou E. Masivní dřevěná panelová konstrukce, fasádní úprava s omítkou nebo provětrávanou fasádou F. Společné detaily Použitá a doporučená literatura Použité zkratky...308

6 Na knize spolupracovali: Jiří Čech - revize detailů, grafického zpracování a tepelnětechnické výpočty Josef Bárta - tvorba detailů Michal Hučík - komentáře části A a B Jiří Vápeník a Martin Konečný - konzultace části A Petr Mareček - konzultace části B Vladimír Nepivoda - komentáře části C Martin Růžička - komentáře části D Josef Smola - komentáře části D Rostislav Kubíček - komentáře části E Dále přispěli obrázky a radami: Zora Stupňánková Tomáš Mansbart Ladislav Stach Michal Jaďuď Kateřina Braunerová a další... Lukáš Dawid a Radim Kučera - kreslení detailů 6

7 ÚVOD Tepelné mosty jsou téma, které se u energeticky úsporných staveb a pasivních domů zmiňuje hned na prvních místech. Často se jedná o téma odborníky podceňované, se současným ubezpečováním klienta, že to takový rozdíl neudělá. Jiní, mnohdy bez hlubší znalosti stavební fyziky, naopak klientům navrhují složitá a ekonomicky nenávratná řešení v domněnce, že to výrazně sníží spotřebu nebo to zachrání dům před destrukcí. Stavební firmy, nebo spíš jejich marketingová oddělení, lákají na to, že jejich systém je úplně bez tepelných mostů. Kde je však pravda? Cílem je ukázat na nejčastějších a nejvíce opakovaných konstrukčních detailech vliv tepelných mostů a nastolit v uvedených extrémech zdravou rovnováhu. Pro komplexní pohled na věc pouhá čísla nestačí. Ta jsou uvedena také v řadě obyčejných katalogů tepelných mostů. V čem je hlavní rozdíl této publikace? Detaily řady výrobců vypadají graficky pěkně, ale jsou mnohdy složitě proveditelné (pokud vůbec), případně obsahují zásadní chyby nebo opomínají některou důležitou oblast, například vzduchotěsnost. Pro projektanty, ale zejména pro lidi vykonávající technické dozory stavebníka či stavbyvedoucí je zásadní, aby věděli, jak detail správně provést. Vybrané detaily vycházejí z praxe řady odborníků spolupracujících v Centru pasivního domu, neziskové organizaci a největší platformě podporující energeticky úsporné a trvale udržitelné stavitelství u nás. Publikace slouží jako určitý návod, jak detaily a konstrukce navrhovat, provádět a na co si dát pozor. Nesupluje však zdravý rozum ani zkušenosti s použitím konkrétních jednotlivých technologických postupů. Použitelných výrobků a konstrukčních podvariant pro jednotlivé detaily je na trhu bezpočet a nelze je všechny v této publikaci obsáhnout, ani to není jejím účelem. Předpokladem správného použití v praxi je, že si čitatel informace zde uvedené doplní o znalosti: normových požadavků, na něž se v detailech odkazuje nebo s nimiž detail zjevně souvisí; technologických postupů výrobců materiálů pro jejich správné použití a zabudování včetně návaznosti na konkrétní použité výrobky; získané případným navazujícím výpočtovým posouzením konkrétního materiálového nebo konstrukčního řešení pro konkrétní podmínky zabudování. Snahou bylo v této publikaci předat zkušenosti s efektivními konstrukcemi dostupné v době tvorby. Můžete je přímo použít nebo vzít jako inspiraci pro vlastní řešení. Ovšem je zde ještě jedna obecná rada, platná nejen pro projekční, ale i pro realizační fázi. Při použití detailů zapojte kritické myšlení, jež nám umožňuje dívat se pod pokličku věcí. Můžeme posuzovat nabízená řešení ze všech stran a se všemi souvislostmi. Přemýšlet nad jejich krátkodobými i dlouhodobými účinky, zjišťovat zpětnou vazbu na použitá řešení a vše, co děláme, pojmout jako nekončící proces učení a seberozvoje. Přeji vám, ať je pro vás tato publikace další skládačkou v mozaice možností toho, jak mohou naše systémy pracovat lépe, efektivněji a hlavně ve větší harmonii s okolím. 7

8 Ukázka knihy z internetového knihkupectví

9 01 Návrh a provádění vybraných prvků a konstrukčních detailů 9

10 Co je pasivní dům? Ve zkratce se jedná o dům, který s minimem spotřebovaných zdrojů poskytuje uživatelům zdravé bydlení a nebývalý teplotní komfort v zimě i v létě. Nejednou jsem z úst uživatelů pasivních domů slyšel: Největší rozdíl je, že máme neustále čerstvý vzduch, a přesto platíme ročně pouze pět tisíc korun za vytápění. To nám dává i jistotu do budoucna, že zvládneme splácet hypotéku i při zvýšení cen energie, a bereme to jako důchodové připojištění. Přitom cena pasivního domu je jen nepatrně vyšší než domu běžného [41]. Tyto zvýšené náklady, i když relativně malé, dnes navíc pro rodinné domy v celé výši pokrývá státní dotace Nová zelená úsporám. 1-1 Pěknou ukázkou odpovědného přístupu je stavba pasivního domu pro seniory v Brně- Modřicích, nabízející výjimečnou kvalitu vnitřního prostředí bez zbytečné budoucí zátěže rozpočtu městské části (Architekti: Josef Smola, Aleš Brotánek. Foto: CPD) Můžeme se také zeptat, co pasivní dům není. Zcela určitě se nejedná o koncept omezený architektonicky, materiálově ani typologicky. Jako pasivní může být postavena novostavba i renovace, rodinný dům stejně jako panelák, škola, administrativní budova nebo i kostel, navíc prakticky v jakémkoliv vzhledovém řešení. Zejména renovace stávajících budov se snížením spotřeby tepla na vytápění na desetinu je celospolečensky nejzajímavější. Materiálové možnosti jsou také neomezené. Lze vybírat z klasických stavebních materiálů od cihly, betonu, polystyrenu až po přírodní alternativy jako dřevo, konopné, dřevovláknité nebo slaměné izolace. 1-2 Pasivní mateřská školka v Drážďanech s organickými tvary a zelenou střechou připomínající původní terénní reliéf (Architekt: Olaf Reiter. Foto: CPD) 10

11 Koncept je založen na několika hlavních pilířích: vysoce izolovaná obálka budovy pro snížení tepelných ztrát; konstrukce bez tepelných mostů; využívání solárních zisků; neprůvzdušnost obálky; zpětný zisk tepla z odpadního vzduchu. Pasivní dům je mezinárodně uznávaný termín pro domy, splňující kritéria Passivhaus Institutu v Darmstadtu: Měrná roční potřeba tepla na vytápění: 15 kwh/(m 2 a) Měrná roční potřeba energie na chlazení: 15 kwh/(m 2 a) Neprůvzdušnost obálky budovy n50: 0,6 1/h Měrná roční potřeba primární energie: 120 kwh/(m 2 a) (vytápění, chlazení, TV, pomocná energie, osvětlení, spotřebiče) V návrhu detailů musejí být dodrženy komfortní teploty a řešení bez tepelných mostů. Zároveň musí být dodrženo překročení maximální teploty 25 C pod 10 % času. Tím je zaručena vysoká kvalita stavby bez poruch a výjimečná kvalita vnitřního prostředí v zimě i v létě Pasivní domy na cestě k trvale udržitelnému stavebnictví Je zřejmé, že naše moderní kultura při současném konzumním životním stylu a využívání fosilních zdrojů nemá bez zásadní změny schopnost přenechat dalším generacím vhodné prostředí pro život. Stav, kdy si bereme víc, než je naše planeta schopna dlouhodobě poskytnout, není udržitelný. Pokud bychom měli označit největší žrouty zdrojů a zároveň znečišťovatele, tak na prvním místě jsou budovy (40 %), pak doprava (33 %) a průmysl (27 %). Největším problémem je využívání fosilních, neobnovitelných zdrojů energie, které při spalování produkují skleníkové plyny, prokazatelně způsobující změny klimatu. Zaměřit se pouze na úspory energie ovšem nestačí, a pokud chceme žít opravdu trvale udržitelně, je nutné vyvážení tří hlavních pilířů: environmentálního, sociálního a ekonomického. Tak lze dosáhnout trvalé změny, výhodné navíc pro všechny zapojené (tzv. win-win strategie). Například přínosy trvale udržitelného přístupu stavebnictví pro jednotlivce i celou společnost tvoří synergický efekt s posílením všech tří pilířů, kde přináší tyto výhody: významné zlepšení kvality ovzduší a životního prostředí; ekonomické přínosy uspořená a zelená energie je levnější než energie z plynu, uhlí nebo jádra; státní energetická bezpečnost plynoucí ze snížení závislosti na cizích a nestabilních zdrojích; vytvoření a udržení velkého množství zelených pracovních míst; rozvoj technologií a inovací, podpora průmyslu; řešení pro nízkorozpočtové rodiny, u nichž nízké provozní náklady neohrožují splácení hypotéky. Po zohlednění celého efektu tak každá investovaná koruna ze státního rozpočtu do trvale udržitelných opatření přináší multiplikační efekt napříč celou společností, a to v krátkodobém i dlouhodobém horizontu [26]. Vztaženo na budovy trvale udržitelný přístup znamená zohlednit řadu parametrů. Pasivní domy mají perfektně zvládnuté oblasti spotřeby energie, ekonomiky provozních a vstupních nákladů, vnitřního komfortu v interiéru a hygieny vnitřního prostředí. Tvoří tak základ trvale udržitelných staveb rozšířený o holistický přístup: využívání obnovitelných zdrojů energie; posouzení svázané šedé energie zohledňující materiálové složení s ohledem na celý životní cyklus od výroby, přes údržbu až po zneškodnění nebo recyklaci; kvalitu vnitřního prostředí emise škodlivin z materiálů (baubiologie), osvětlení, akustika; nakládání s vodou a odpady; lokalita, dopravní dostupnost, služby. 11

12 1-3 Hodnoticí kritéria trvalé udržitelnosti budov dle metodiky SBTool.CZ (Autor: M. Vonka, [43]) Existuje řada certifikačních systémů a metodik pro hodnocení trvalé udržitelnosti budov, jako například CESBA, SBTool, LEED, BREEM a další. Častou otázkou je, která část z uvedených parametrů je nejdůležitější, která má největší vliv na výslednou zátěž životního prostředí. Z obr. 1-4 lze vidět zhruba tok energií a emisí pro běžný a pasivní dům. Jak je vidět u běžných domů, svázaná energie zabudovaná v materiálech tvoří pouze zlomek celkové spotřeby energie v objektu. 1-4 Srovnání toku energií v běžném (A) a pasivním domě (B) (Autor: M. Vonka, [43]) Zajímavé je srovnání svázané energie (ve výpočtu uvažováno dle [42]) a energie potřebné na vytápění a ohřev teplé vody za 80 let provozu. V celoživotním cyklu běžného domu tvoří vytápění a ohřev teplé vody největší díl, asi 90 % ze spotřebované energie (obr. 1-5), a zde se skrývá i největší potenciál úspor. Po provedení úsporných opatření a využití obnovitelných zdrojů energie se významně zvětší podíl svázané energie. Pak už má určitě smysl řešit i materiálovou skladbu s ohledem na environmentální dopady. 12

13 1-5 Srovnání podílu svázané šedé energie, energie na vytápění a ohřev teplé vody za 80 let provozu (Zdroj: CPD) Celková spotřeba energie [tis. kwh] Celková spotřeba energie za 80 let provozu teplá voda vytápění šedá energie běžná novostavba pasivní dům + OZE pasivní dům + OZE + optimalizace svázané energie Pro všechny běžné budovy včetně renovací lze doporučit souslednost kroků a opatření, jimiž by se měli stavebníci vydat na cestě k trvalé udržitelnosti, a to v pořadí: 1. snížit potřebu energie na vytápění na úroveň pasivního domu; 2. použít efektivní technologie a obnovitelné zdroje energie; 3. snížit svázanou šedou energii. Řešit pouze třetí krok bez předchozích dvou přináší jen malé environmentální dopady. Úspory energie a obnovitelné zdroje energie jsou navíc pro investory ekonomicky výhodné a přináší benefity ve formě snížených provozních nákladů. K přírodě šetrnější materiálová volba konstrukcí je projevem environmentální uvědomělosti a odpovědného přístupu, bývá však bohužel častěji spojena se zvýšenou cenou oproti konvenčním řešením. Po větším rozšíření přírodních a recyklovaných materiálů na trhu lze očekávat srovnání ceny. 1-6 Vzdělávací centrum Otevřená zahrada v Brně (Architekti: Projektil Architekti. Foto: Lenka Grossmanová) 13

14 ? 01-2 Téměř nulové budovy od 2020 Na uvedené reaguje i směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU, o energetické náročnosti budov EPBD II (Energy Performance of Building Directive), s cílem dosáhnout snížení emisí skleníkových plynů pocházejících z provozu budov. Pro dosažení cíle jsou navrženy dva podpůrné mechanismy: postupné plošné zavedení povinnosti zpracování průkazů energetické náročnosti budov (PENB); úprava legislativních požadavků pro výrazné snížení energetické náročnosti novostaveb i renovací stávajících budov. Každý členský stát Evropské unie musí implementovat směrnici EPBD II do své legislativy. Návaznost v České republice zabezpečují tyto právní dokumenty: zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií po novelizaci (č. 318/2012 Sb.); prováděcí vyhláška č. 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov; návazná technická normalizační informace TNI Energetická náročnost budov Typické hodnoty pro výpočet (informativní) Průkazy energetické náročnosti budov Zavedení průkazů energetické náročnosti budov napříč celým realitním trhem je obdobou energetických štítků, na něž jsme zvyklí u všech domácích spotřebičů. Průkazy energetické náročnosti pro novostavby a renovace nad m 2 užitné plochy jsou povinné již od roku Od dubna 2013 jsou však potřeba při každém prodeji, pronájmu a při větších změnách dokončených budov (viz obr. 1-7). Jedná se bezpochyby o velice přínosné opatření, které vyřešilo paradoxní situaci na realitním trhu. U veškerých domácích spotřebičů a aut za desítky až stovky tisíc korun bylo možné dohledat jejich spotřebu a podle toho se při koupi orientovat. U budov za několik milionů však taková možnost chyběla a lidé kupovali zajíce v pytli. Navíc nová metodika výpočtu PENB, zakotvená ve vyhlášce 78/2013 Sb., je výrazně přesnější oproti předchozí metodice s menší vůlí pro zpracovatele provést vypočet nekorektně Přehled povinnosti zpracovat průkaz energetické náročnosti budov (PENB) pro různé typy budov. 14 Ukázka knihy z internetového knihkupectví

15 Téměř nula a pasivní dům Postupný přechod na téměř nulové budovy je patrný na obr Od roku 2020 musejí být všechny novostavby a rozsáhlejší renovace stavěny jako téměř nulové budovy. Jako prvních se změna dotkne větších staveb veřejné správy od a postupně se zavádí i na menší stavby a veřejný sektor. Datum je vázáno na podání žádosti o stavební povolení. 1.8 Harmonogram přechodu legislativy na téměř nulové budovy v ČR (Zdroj: Šance pro budovy) 1-9 Řada budov a zejména větších staveb nemá již dnes problém dostat se na pasivní standard a splnit s rezervou i požadavky téměř nulové budovy. Přitom mohou být i architektonicky velice kvalitní. Na fotografii Vila pod Altánem v Praze, vítězná budova soutěže Stavba roku 2012 (Architekt a foto: Aleš Brotánek, ABateliér) 15